• 한국생산제조학회지
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• 제19권2호
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• pp.157-162
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• 2010

This paper describes the thermal fatigue life prediction models for 95.5Sn-4.0Ag-0.5Cu solder joints of Flip chip package considering Under Bump Metallurgy(UBM). A 3D Finite element slice model was used to simulate the viscoplastic behavior of the solder. For two types of solder bump pitches, simulations were analyzed and the effects of underfill packages were studied. Consequently, it was found out that solder joints with underfill had much better fatigue life than solder joints without underfill, and solder joints with $300{\mu}m$ bump pitch had a longer thermal fatigue life than solder joints with $150{\mu}m$ bump pitch. Through the simulations, flip chip with lead-free solder joints should be designed with underfill and a longer bump pitch.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.99-102
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• 2003

Reactions between 48Sn-52In solder and under bump metallurgies(UBM) such as 100nm $Ti/8{\mu}m$ Cu and 300nm Al/400nm Ni(V)/400nm Cu have been investigated, and the shear strength of 48Sn-52In solder bumps on each UBM has been evaluated. While intermetallic compounds with two different morphologies were continuously thickened on Ti/Cu with repeating the reflow process, the intermetallics on Al/Ni(V)/Cu spalled into the solder with increasing the number of reflow times. The solder bumps on Ti/Cu exhibited higher shear strength than those on Al/Ni(V)/Cu.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.81-88
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• 2010

Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더범프의 금속간화합물 성장거동에 미치는 PCB 표면처리의 영향을 알아보기 위해서 PCB 패드 표면에 각각 OSP, immersion Sn, 그리고 ENIG를 처리하였고, 열처리는 $150^{\circ}C$ 조건에서 실험을 실시하였다. 또한, 전류인가시 Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더범프의 접합부 계면반응에 미치는 표면처리의 영향을 알아보기 위해서 $150^{\circ}C$, $4{\times}10^3\;A/cm^2$ 조건에서 electromigration특성을 비교 평가하였다. 열처리시 OSP와 immersion Sn의 금속간화합물 성장거동은 서로 비슷한 경향을 보인 반면, ENIG는 다른 표면처리에 비해 훨씬 느린 성장거동을 보였다. electromigration특성 평가결과 열처리에 비해 금속간화합물의 성장이 가속화되나 표면처리별 경향은 유사하였고, 전자 이동 방향에 따른 음극-양극에서 금속간화합물 형성의 차이를 보이는 극성효과(polarity effect)가 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.205-206
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• 2006

The microstructural evolutions and shear properties of the pure Sn solder bumps with Ni UBMs were investigated during multiple reflows and high temperature storage(HTS) tests. Only a $Ni_3Sn_4$ IMC was found at the bump/Ni UBM interface after 1 reflow. The layer thickness of these IMCs increased with increasing reflow number and testing time. The solder bumps showed a good reliability during multiple reflows and HTS tests.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권4호
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• pp.23-29
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• 2000

사용되는 metal구분 없이 반도체 공정장비들을 사용함으로써 cross-contamination을 유발시킬 수 있다. 특히, copper(Cu)는 확산이 쉽게 되어 cross-contamination에 의해 수 ppm정도가 wafer에 오염되더라도 트랜지스터의 leakage current발생 요인으로 작용할 수 있기 때문에 Si-IC성능에 치명적인 영향을 미칠 수 있는데, Si-LSI 실험실에서 할 수 있는 공정과 Si-LSI 실험실을 나와 할 수 있는 공정으로 구분하여 최대한 Si-LSI 장비를 공유함으로써 최소한의 장비로 Cu cross-contamination문제를 해결할 수 있다. 즉, 전기도금을 할 때 전극으로 사용되어지는 TiW/Al sputtering, photoresist (PR) coating, solder bump형성을 위한 via형성까지는 Si-LSI 실험실에서 하고, 독립적인 다른 실험실에서 Cu-seed sputtering, solder 전기도금, 전극 etching, reflow공정을 하면 된다. 두꺼운 PR을 얻기 위하여 PR을 수회 도포(multiple coaling) 하고, 유기산 주석과 유기산 연의 비를 정확히 액 조성함으로서 Sn:Pb의 조성비가 6 : 4인 solder bump를 얻을 수 있었다. solder를 도금하기 전에 저속 도금으로 Cu를 도금하여, PR 표면의 Cu/Ti seed층을 via와 PR표면과의 저항 차를 이용하여 PR표면의 Cu-seed를 Cu도금 중에 etching 시킬 수 있다. 이러한 현상을 이용하여 선택적으로 via만 Cu를 도금하고 Ti층을 etching한 후, solder를 도금함으로써 저 비용으로 folder bump 높이가 60 $\mu\textrm{m}$ 이상 높고, 고 균일/고 밀도의 solder bump를 형성시킬 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.111-119
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• 2005

직경 $75{\mu}m$ 높이 $90{\mu}m$및 $150{\mu}m$ 피치의 Cu via를 통한 삼차원 배선구조를 갖는 스택 시편을 deep RIE를 이용한 via hole 형성공정 , 펄스-역펄스 전기도금법에 의한 Cu via filling 공정, CMP를 이용한 Si thinning 공정, photholithography, 금속박막 스퍼터링, 전기도금법에 의한 Cu/Sn 범프 형성공정 및 플립칩 공정을 이용하여 제작하였다. Cu via를 갖는 daisy chain 시편에서 측정한 접속범프 개수에 따른 daisy chain의 저항 그래프의 기울기로부터 Cu/Sn 범프 접속저항과 Cu via 저항을 구하는 것이 가능하였다. $270^{\circ}C$에서 2분간 유지하여 플립칩 본딩시 $100{\times}100{\mu}m$크기의 Cu/Sn 범프 접속저항은 6.7 m$\Omega$이었으며, 직경 $75 {\mu}m$, 높이 $90{\mu}m$인 Cu via의 저항은 2.3m$\Omega$이었다.

• 한국표면공학회지
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• 제35권1호
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• pp.11-16
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• 2002

As environmental concerns increasing, the electronics industry is focusing more attention on lead free solder alternatives. In this research, we have researched wettability of intermediate solder of Sn3Ag9Bi5In, which include In and Bi and has similar melting temperature to Sn37Pb eutectic solder. We investigated the wetting property of Sn3Ag9Bi5In. To estimate wettability of Sn3Ag9Bi5In solder on various substrates, the wettability of Sn3Ag9Bi5In solder on high-pure Cu-coupon was measured. Cu-coupon that plated Sn, Ni and Au/Ni and Si-wafer adsorbed Ni/Cu under bump metallurgy on one side. As a result, the wetting property of Sn3Ag9Bi5In solder is a little better than that of Sn37Pb and Sn3.5Ag.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권2호
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• pp.187-192
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• 2011

UBM(Under Bump Metallurgy) is very important for successful realization of Flip-Chip technology. In this study, it is investigated the interfacial reactions between various Sn-Ag solder alloys and Ni-P/Au UBM and Cu plate finish. It is also evaluated the shear strength by using the micro shear-punch test method for Sn-37Pb alloy, binary and ternary alloys of environment-friendly Pb-free solder alloys which are applied in the electronic packages. In terms of interfacial microstructure, the Pb-free solder joints have thicker IMCs than the Sn-Pb solder joints. The thickness of IMC is related to Reflow time. The IMC has been observed to grow with the increase in Reflow time. As a result of the shear test, in case of Max. shear strength, Pb-free solder showed the highest strength value and Sn-37Pb showed the lowest strength value 10 be generally condition of Reflow time.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권1호
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• pp.87-93
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• 2005

Au 층의 두께를 $0.1{\~}0.7{\mu}m$로 변화시킨 $0.1{\mu}m$ Ti/3 ${\mu}m$ Cu/Au UBM 상에서 48Sn-52In 솔더를 $150-250^{\circ}C$의 온도 범위에서 리플로우시 UBM/솔더 반응에 의한 금속간화합물의 형성거동을 분석하였다. 또한 Ti/Cu/Au UBM의 Au 두께 및 리플로우 온도에 따른 볼 전단강도와 전단에너지를 분석하였다. $150^{\circ}C$와 $200^{\circ}C$에서 리플로우 시에는 UBM/솔더 계면에 $Cu_6(Sn,In)_5$와 $AuIn_2$ 금속간 화합물이 형성되어 있으나, $250^{\circ}C$에서 리플로우 시에는 솔더 반응이 크게 증가하여 UBM이 대부분 소모되었다. 볼 전단강도는 UBM/솔더 반응과 일치하지 않는 결과를 나타내었으나, 전단 에너지는 UBM/솔더 반응과 잘 일치하는 변화 거동을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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• pp.204-207
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• 2003

The flip chip bonding utilizing self-aligning characteristic of solder becomes mandatory to meet to tolerances for the optical device. In this paper, a parametric study of aging condition and pad size of sample was conducted. A TiW/Cu UBM structure was adopted and sample was aging treated to analyze the effect of intermetallic compound with time variation. After aging treatment, the tendency to decrease in shear strength was measured and the structure of the fine joint area was observed by using SEM, TEM and EDS. In result, the shear strength was decreased of about 20% in the $100{\mu}m$ sample at $170^{\circ}C$ aging compared with the maximum shear strength of same pad size sample. In the case of the $120^{\circ}C$ aging treatment, 17% of decrease in shear strength was measured at the $100{\mu}m$ pad size sample. Also, intremetallic compound of $Cu_6Sn_5$ and $Cu_3Sn$ were observed through the TEM measurement by using an FIB technique that is very useful to prepare TEM thin foil specimens from the solder joint interface.